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Cuivre C630 (Bronze aluminium)

Le cuivre C630 (bronze aluminium) est un alliage de cuivre à haute résistance, idéal pour l’usinage CNC dans les secteurs aéronautique, maritime et des applications industrielles lourdes.

Introduction au cuivre C630 (bronze d’aluminium)

Le cuivre C630, également appelé bronze d’aluminium, est un alliage à haute résistance qui associe d’excellentes propriétés mécaniques à une résistance supérieure à la corrosion. L’ajout d’aluminium augmente la résistance de l’alliage, ce qui le rend plus adapté aux applications à forte charge. Le cuivre C630 est largement utilisé dans les secteurs où une résistance élevée à la traction, une bonne résistance à l’usure et une excellente tenue à la corrosion sont essentielles. Il est souvent utilisé dans les services d’usinage CNC pour des pièces nécessitant une grande durabilité en environnements sévères.

La combinaison unique de résistance et de tenue à la corrosion du cuivre C630, notamment en eau de mer, le rend idéal pour les applications marines, aérospatiales et de machines industrielles. Les pièces en cuivre C630 usinées CNC sont utilisées pour des engrenages lourds, des vannes, des composants marins et des fixations à haute résistance.

Propriétés chimiques, physiques et mécaniques du cuivre C630 (bronze d’aluminium)

Composition chimique (typique)

Élément	Plage de composition (% massique)	Rôle clé
Cuivre (Cu)	85,0–90,0 %	Base de l’alliage : résistance et tenue à la corrosion
Aluminium (Al)	7,0–10,0 %	Augmente la résistance, la dureté et la résistance à la corrosion
Fer (Fe)	1,0–3,0 %	Améliore la résistance à l’usure et la dureté
Nickel (Ni)	0,5–2,5 %	Renforce la résistance et la tenue à la corrosion
Manganèse (Mn)	0,5–1,5 %	Affinage du grain et augmentation de la résistance

Propriétés physiques

Propriété	Valeur (typique)	Norme / condition d’essai
Densité	8,7 g/cm³	ASTM B311
Point de fusion	1 080 °C	ASTM E29
Conductivité thermique	60 W/m·K à 20 °C	ASTM E1952
Conductivité électrique	10–15 % IACS à 20 °C	ASTM B193
Coefficient de dilatation	16,5 µm/m·°C	ASTM E228
Capacité thermique spécifique	380 J/kg·K	ASTM E1269
Module d’élasticité	110 GPa	ASTM E111

Propriétés mécaniques (état recuit)

Propriété	Valeur (typique)	Norme d’essai
Résistance à la traction	520–620 MPa	ASTM E8/E8M
Limite d’élasticité (0,2 %)	400–500 MPa	ASTM E8/E8M
Allongement	15–25 %	ASTM E8/E8M
Dureté	180–220 HB	ASTM E10
Résistance à la fatigue	~250 MPa	ASTM E466
Résistance aux chocs	Bonne	ASTM E23

Remarque : ces valeurs sont typiques pour le cuivre C630 à l’état recuit et peuvent varier selon les conditions spécifiques de fabrication.

Caractéristiques clés du cuivre C630 (bronze d’aluminium)

Haute résistance et dureté

Le cuivre C630 présente une résistance et une dureté supérieures à celles des alliages de cuivre standards, ce qui le rend adapté aux applications lourdes.

Résistance supérieure à la corrosion

La teneur en aluminium améliore la résistance à la corrosion, en particulier en eau de mer et dans d’autres environnements agressifs.

Excellente résistance à l’usure

La combinaison de l’aluminium, du fer et du nickel confère une très bonne résistance à l’usure, faisant du cuivre C630 un choix idéal pour des applications à forte abrasion.

Bonne aptitude à la fabrication

Bien que plus résistant que le cuivre pur, le cuivre C630 reste relativement facile à usiner, à former et à souder pour des conceptions complexes.

Haute résistance aux chocs

Le cuivre C630 résiste mieux aux dommages par impact que les alliages de cuivre standards, ce qui le rend adapté aux applications lourdes et à fortes contraintes.

Défis et solutions d’usinage CNC pour le cuivre C630 (bronze d’aluminium)

Défis d’usinage

Résistance élevée

La résistance élevée du cuivre C630 peut rendre l’usinage difficile, en particulier pour les opérations de coupe et de perçage.

Solution : Utiliser des outils en carbure, réduire les vitesses de coupe et appliquer un refroidissement suffisant afin de gérer l’échauffement et l’usure des outils.

Usure des outils

En raison de sa dureté, le cuivre C630 peut provoquer une usure rapide des outils, notamment lors des opérations à grande vitesse.

Solution : Utiliser des outils haute performance (plaquettes carbure ou céramique) et optimiser la géométrie pour améliorer la résistance à l’usure.

Formation des copeaux

Des copeaux longs et filandreux peuvent se former, rendant difficile l’obtention d’états de surface réguliers et de haute qualité.

Solution : Employer des brise-copeaux et ajuster les avances afin d’améliorer le contrôle des copeaux et la qualité de surface.

Écrouissage

Le cuivre C630 peut s’écrouir, entraînant des difficultés d’usinage lors de plusieurs passes ou de coupes importantes.

Solution : Utiliser des vitesses de coupe plus faibles et assurer un refroidissement approprié de l’outil pour limiter l’effet de l’écrouissage.

Stratégies d’usinage optimisées

Sélection des outils

Paramètre	Recommandation	Justification
Matériau de l’outil	Outils en carbure ou céramique	Meilleure résistance à l’usure en usinage de matériaux durs
Géométrie	Coupe positive, arêtes vives	Améliore l’écoulement des copeaux et réduit l’accumulation de matière
Vitesse de coupe	100–150 m/min	Réduit l’usure des outils et limite l’échauffement
Avance	0,10–0,15 mm/tr	Assure une coupe régulière et limite la formation de bavures
Refroidissant	Débit élevé ou soufflage d’air	Limite l’échauffement et améliore l’état de surface

Paramètres de coupe du cuivre C630 (conformité ISO 513)

Opération	Vitesse (m/min)	Avance (mm/tr)	Profondeur de passe (mm)	Pression du liquide de coupe (bar)
Ébauche	100–150	0,15–0,25	2,0–3,5	30–50
Finition	150–200	0,05–0,10	0,5–1,0	35–50

Méthodes d’usinage typiques pour le cuivre C630 (bronze d’aluminium)

Procédé d’usinage	Fonction et avantage pour le cuivre C630 (bronze d’aluminium)
Usinage CNC	Idéal pour l’usinage à tolérances serrées de composants, de vannes et de bagues.
Fraisage CNC	Permet de produire des rainures et des logements précis, courants pour les composants marins et industriels.
Tournage CNC	Efficace pour créer des pièces cylindriques (arbres, paliers) avec une grande précision.
Perçage CNC	Idéal pour réaliser des trous destinés aux connecteurs, fixations et circuits fluides dans les systèmes mécaniques.
Alésage CNC	Assure un alésage de haute précision pour des composants internes tels que bagues et paliers.
Rectification CNC	Obtient des états de surface fins pour des composants porteurs comme engrenages et manchons.
Usinage multi-axes	Convient aux formes complexes requises pour des pièces marines et aérospatiales de haute précision.
Usinage de précision	Garantit des tolérances serrées pour des composants mécaniques en applications exigeantes.
Usinage EDM	Utilisé pour des détails fins sur des pièces aérospatiales et industrielles complexes.

Traitements de surface pour les pièces CNC en cuivre C630

Galvanoplastie : Ajout d’un revêtement nickel ou or pour améliorer la résistance à la corrosion, notamment pour les composants marins et industriels.
Polissage : Apporte une surface lisse et polie, améliorant l’apparence et les performances de contact.
Brossage : Donne une finition satinée adaptée aux applications marines et industrielles, améliorant l’esthétique et la résistance à l’usure.
Revêtement PVD : Augmente la dureté de surface et la résistance à l’usure, idéal pour des pièces à forte charge en environnement sévère.
Passivation : Renforce la résistance à la corrosion, particulièrement en milieu marin, rendant le cuivre C630 adapté aux composants immergés.
Revêtement en poudre : Fournit une couche protectrice durable contre la corrosion, les UV et les produits chimiques agressifs.
Revêtement Téflon : Offre une couche antiadhésive et résistante aux produits chimiques pour des composants soumis à frottement élevé ou à des agents agressifs.
Chromage : Apporte une finition brillante et durable, améliorant l’esthétique et la protection anticorrosion.

Applications industrielles du cuivre C630 (bronze d’aluminium)

Industrie aérospatiale : Utilisé pour des composants à haute résistance tels que bagues, paliers et engrenages dans les systèmes aéronautiques.
Électricité & énergie : Idéal pour les pièces de transmission de puissance, connecteurs et composants électriques à haute résistance.
Industrie marine : Excellent pour l’accastillage et les raccords marins, grâce à une résistance supérieure à la corrosion en eau de mer.